可调谐谐振元件、滤波器电路和方法与流程

本申请涉及可调谐谐振器元件、使用这种可调谐谐振器元件的滤波器以及对应的方法。

背景技术：

滤波器用于各种电子电路中以滤除信号的某些频率分量而使其它频率分量通过。例如，在通信电路中，滤波器可以用于阻挡用于通信和待由其它电路处理的频带或部分频带以外的频率分量。

为了增加带宽，如无线通信标准(例如，lte，长期演进)或者基于有线的通信标准之类的通信标准不断地增大使用的频率范围和使用的频带数目。在实现这种标准的通信设备中，通常需要与相应频带匹配的高选择性滤波器。所使用的频带可以因国家而异。因此，需要具有不同滤波器特性(例如，不同通带)的多个滤波器。而且，在所谓的载波聚合中，若干频带同时工作。这就需要针对确切这些组合的特定滤波器设计。利用针对每个可能组合提供的特定滤波器，物理滤波器的数量实际上远高于可用频带的数目。为了减少通信设备中实际需要的不同滤波器(双端口滤波器到n端口滤波器)的数目，可调谐滤波器是非常需要的。

作为通信电路和设备中的高选择性带通滤波器，通常使用表面声波(saw)或者体声波(baw)技术。这种类型的常规滤波器是针对固定谐振或者中心频率设计的。因此，需要许多滤波器来服务如lte之类的当前通信标准(包括wifi)中使用的单独频带或者若干频带的聚合组合。然后，使用射频(rf)开关来选择多个滤波器中的单独滤波器，例如，以用于天线与低噪声放大器或功率放大器之间的期望信号路径。因此，在这种常规方法中，需要大量的主要分立部件，从而增加了电路复杂性，射频损耗，制造复杂性以及通信设备中射频前端所需的空间。诸如智能手机等移动设备内的空间是有限的，并且因此非常需要可调谐方案以节省面积。

已经提出了一些方法来制造这种saw或baw可调谐滤波器以减少所需滤波器的总数目。但是，常规的调谐技术可能在其调谐范围、其选择性和/或关于由调谐滤波器的可能性引起的损耗上存在缺陷。因此，一个目的在于提供针对滤波器调谐的改进可能性。

技术实现要素：

根据一个实施例，一种用于滤波器的谐振器元件包括：第一谐振器，具有用于耦合至滤波器结构的第一端子和第二端子；第二谐振器，具有第三端子和第四端子，其中，第二谐振器被声学耦合至第一谐振器；以及调谐电路，被耦合至第三和第四端子。在一个实施例中，第三谐振器被耦合至第一谐振器。在一个实施例中，调谐电路包括可变电容器和电感器中的至少一个。

根据另一个实施例，一种rf滤波设备包括：信号输入；信号输出；多个串联谐振器元件，被耦合在信号输入与信号输出之间，其中，每个串联谐振器元件包括：具有第一端子和第二端子的第一谐振器，具有第三端子和第四端子的第二谐振器，其中，第二谐振器被声学耦合至第一谐振器，以及被耦合至第三和第四端子的调谐电路；以及多个并联谐振器元件，被耦合至多个串联谐振器元件，其中，每个并联谐振器元件包括：具有第一端子和第二端子的第一谐振器，具有第三端子和第四端子的第二谐振器，其中，第二谐振器被声学耦合至第一谐振器，以及被耦合至第三和第四端子的调谐电路。

根据另一个实施例，一种rf集成电路滤波器包括：衬底；布置在衬底上的绝缘层；布置在绝缘层中的多个滤波器谐振器，绝缘层包括图案化顶电极层、图案化压电层和图案化底电极层，其中，多个滤波器谐振器中的至少两个滤波器谐振器利用图案化顶电极层被耦合在一起；布置在多个滤波器谐振器上的声学耦合层；以及，布置在声学耦合层上并且对应地位于多个滤谐振器中的每个滤波器谐振器上方的多个调谐谐振器。

根据另一个实施例，一种rf滤波设备包括：信号输入；信号输出；以及，谐振器元件，被耦合至信号输入与信号输出之间，其中谐振器元件包括：第一谐振器，在第一谐振器上方的第二谐振器，其中，第二谐振器被声学耦合至第一谐振器，在第一谐振器下方的第三谐振器，其中第三谐振器被声学耦合至第一谐振器，被耦合至第二谐振器的第一调谐电路，以及被耦合至第三谐振器的第二调谐电路。

根据另一个实施例，一种rf滤波器包括：衬底；在衬底上的绝缘层；在绝缘层中的多个滤波器谐振器，绝缘层包括图案化顶电极层、图案化压电层和图案化底电极层，其中多个滤波器谐振器中的至少两个滤波器谐振器利用图案化顶电极层被耦合在一起，并且多个滤波器谐振器中的至少两个滤波器谐振器利用图案化底电极层被耦合在一起；在多个滤波器谐振器上的声学耦合层；在声学耦合层上对应地位于多个滤波器谐振器中的每个滤波器谐振器上方的多个调谐谐振器；以及，被耦合至多个调谐谐振器的多个调谐电路，其中每个调谐电路包括可变电容器和电感器。

附图说明

为了更全面地理解本发明及其优点，现在结合附图参照下面的描述，其中：

图1是根据一个实施例的谐振器元件的示意框图；

图2是图示谐振器的实现的横截面示意图；

图3是可用于实施例中的谐振器堆叠的横截面示意图；

图4是图3的谐振器的示例性等效电路；

图5是根据实施例的可以使用谐振器元件实现的示例性滤波器结构；

图6是根据一个实施例的可用作并联谐振器元件的谐振器元件的电路图；

图7是根据一个实施例的可用作串联谐振器元件的谐振器元件的电路图；

图8至图13图示用于说明实施例的操作的模拟结果；

图14是图示根据一个实施例的方法的流程图；

图15是一种谐振器元件的横截面图，该谐振器元件包括在层堆叠中顶部位置处的滤波器谐振器和在层堆叠中底部位置处的调谐谐振器、以及被耦合至调谐谐振器的调谐电路；

图16是2¹/2级梯型滤波器的示意图，其中，每个谐振器元件包括滤波器谐振器和被耦合至调谐电路的对应调谐谐振器；

图17是一种谐振器元件的横截面图，该谐振器元件包括在层堆叠中底部位置处的滤波器谐振器和在层堆叠中顶部位置处的调谐谐振器、以及被耦合至调谐谐振器的调谐电路；

图18a是1¹/2级梯型滤波器集成电路的横截面图，其中每个谐振器元件包括滤波器谐振器和被耦合至调谐电路的对应调谐谐振器、以及用于提供接地的深通孔；

图18b是与图18a的梯型滤波器对应的示意图；

图19是在层堆叠中的谐振器元件的横截面图，该谐振器元件包括处于顶部位置被耦合至第一调谐电路的第一调谐谐振器、处于中间位置的滤波器谐振器以及处于底部位置被耦合至第二调谐电路的第二调谐谐振器；

图20a和图20b示出包括了处于顶部和底部位置的调谐谐振器的谐振器元件层堆叠的横截面图，调谐谐振器被耦合至对应调谐网络zt；

图21a至图21d是包括了处于顶部位置或底部位置的调谐谐振器的并联和串联谐振器元件的电路图，调谐谐振器被耦合至包括可变电容器和电感器的相应调谐网络zt；

图22是1¹/2级梯型滤波器的示意图，其中每个滤波器谐振器包括被耦合至调谐电路的对应调谐谐振器，该调谐电路包括可变电容器和电感器；以及

图23至图26图示图22的梯型滤波器的各种集成电路实现。

具体实施方式

在下文中，将参照附图对每个实施例进行详细说明。应当注意，这些实施例仅用于说明目的，并不解释为限制性的。例如，虽然实施例可以描述为包括多个特征、元件或细节，但是在其它实施例中，这些特征、元件或细节中的一些可以被省略并且/或者可以用备选特征、元件或细节替换。除了明确描述的特征、元件或细节之外，可以提供其它特征、元素或细节，例如，按惯例在基于体声波(baw)的滤波器中使用的组件。

除非另有说明，否则来自不同实施例的特征可以进行组合以形成另外的实施例。除非另有说明，否则关于其中实施例中的一个描述的变化或修改也可适用于其它实施例。

在下文中论述的实施例涉及可以用于构建基于baw的滤波器的体声波(baw)谐振器元件。为了形成baw谐振器，通常在两个电极之间设置压电层。在两个电极之间施加电场产生机械应力，该机械应力通过结构的主体部分进一步传播以作为声波。当结构的声学路径和厚度方向对应声波长度的一半的整数倍时，建立谐振条件。

在实施例中，使用至少两个谐振器，该至少两个谐振器彼此声学耦合以形成谐振器元件。这两个谐振器中的第一谐振器具有用于被并入滤波器结构中的端子。第二谐振器被耦合至调谐电路。经由调谐电路可以改变谐振器元件的谐振位置。

此外，在某些实施例中，第一谐振器可以被耦合至另一调谐电路。图1示意性地图示了根据一个实施例的这种谐振器元件。图1所示实施例的谐振器元件包括经由声学耦合13与第二谐振器14耦合的第一谐振器10。在该上下文中，声学耦合指的是第一谐振器10的声波可以至少部分地传播至第二谐振器14，反之亦然。例如，谐振器之间的这种声学耦合可以使用介电材料来实现。

第一谐振器10具有第一端子11和第二端子12。通过使用第一和第二端子11、12(例如，可以对应于或者被耦合至第一谐振器10的电极)，可以将图1的谐振器元件并入滤波器结构(如梯型滤波器结构或格型滤波器结构)中。

而且，调谐电路15被耦合至第二谐振器14。调谐电路15可以包括阻抗网络。该阻抗网络可以包括如可变阻抗之类的可变元件，例如可变电容器，或者如射频(rf)开关之类的开关。通过改变调谐电路15的可变元件的值，可以稍微移位图1的谐振器元件的谐振。这可以用于构建使用图1所示的一个或多个谐振器元件的可调谐滤波器。

应当注意，与一些常规方法相比，调谐电路15与第一谐振器10电去耦并且仅经由第二谐振器14和声学耦合13作用于第一谐振器10上。在某些实施例中，与直接耦合至第一谐振器10的调谐电路相比，这避免了不利影响。

在某些实施例中，第一谐振器10和第二谐振器14可以是使用相似材料的相似谐振器结构。在其它实施例中，可以使用不同材料。例如，在第一谐振器10的实施例中，可以使用具有较低压电耦合的材料，例如，氮化铝(aln)。这允许构建具有小带宽的滤波器。另一方面，在实施例中，可以基于具有较高电耦合的材料来构建第二谐振器14，例如，铌酸锂(linbo3)或者铌酸钾(knbo3)或者掺sc氮化铝或者氮化铝钪(alscn)。在某些实施例中，这允许高调谐范围。在某些实施例中，第一谐振器的压电材料的压电耦合常数kt²可以低于30％，例如低于20％或者低于10％；而第二谐振器的压电耦合系数kt²可以高于10％，例如高于20％，例如高于30％或者高于40％。压电(机电)耦合常数kt²可以从相应压电材料的张量特性计算得出，例如，从弹性刚度或柔度系数、介电系数和压电系数。常数kt²也可以称为横向夹持材料的压电耦合常数；kt²可以定义为kt²＝k²/(1+k²)，其中压电耦合常数k²定义为k²＝e²/(ε^sc^e)，e是压电材料系数，ε^s是介电材料系数，c^e是所述使用的相应压电材料的弹性材料系数。

压电耦合常数kt²是(理想的)压电谐振器的相对带宽的量度。因此，在实施例中，用于第一谐振器10和第二谐振器14的不同材料的组合一方面根据一些通信应用的要求允许小带宽，另一方面实现了相对宽的调谐范围。在实施例中使用氮化铝基谐振器作为第一谐振器10另外提供了能够传输热量的良好热传导，这对于某些应用来说能够防止过热是很重要的。但是，上述材料仅作为示例，也可以使用其它材料。

当第一谐振器10将通过使用第一和第二端子11、12并入滤波器结构中时，第一谐振器也可以称为滤波器谐振器。当第二谐振器14用于通过使用调谐电路15调谐图1的谐振器元件的谐振频率时，第二谐振器14也可以称为频率调谐谐振器。

通过使用现有工艺流程在单个材料堆叠中实现可以将第一谐振器10、声学耦合13和第二谐振器14。

接下来将参照图2和图3论述对应的堆叠结构。作为介绍，图2示出了以用于说明目的具有单个谐振器的谐振器元件。然后，参照图3，将对包括第一和第二谐振器(例如，图1的谐振器10、14)的谐振器堆叠进行说明。

图2图示了体声波(baw)谐振器的横截面图。谐振器本身包括夹设在顶电极20与底电极22之间的压电材料21。顶电极20和底电极22可以分别由一个或多个金属层形成。

与图2所示的单个谐振器不同，在某些实施例中提供了包括第一谐振器和第二谐振器的谐振器堆叠，如下面在图3中所示的。

在图2的实施例中，为了谐振器的声学隔离，在谐振器下方放置所谓的声学镜。图2的声学镜包括具有交替的低声学阻抗和高声学阻抗的一系列层。例如，在图2中，附图标记23指代具有较低声学阻抗的材料，而附图标记24a至24c指代具有较高声学阻抗的层，从而产生在谐振器20、21、22下方的低声学阻抗和高声学阻抗的交替层。在实施例中，每个单独层(在层24a、24b、24c之间的材料23的部分、电极22和衬底25以及层24a至24c本身)的厚度大约为λ/4，λ是该层内纵向波的声波长。在此方面，应当注意，λ取决于相应的层材料。该声学镜结构使谐振器与支撑衬底25声学去耦。与这种声学镜不同，在其它实施例中，也可以提供腔室。腔室可以直接位于底电极22下方或者位于支撑谐振器结构21/21/22的薄膜下方。

如图2所示的包括顶电极20、压电材料21和底电极22的谐振器的谐振频率取决于所有这些所论述层的厚度，其中，压电层厚度的影响最大，其次是电极厚度。因此，在图2中没有影响频率的其它电路的的情况下，谐振器的谐振频率对于特定材料组合和层厚度而言是固定的，并且可以仅通过在物理上改变结构来改变，例如使用如沉积或蚀刻等处理步骤(作为综合测量或者由光刻定义的局部测量)。

图3图示了可用于实施例的谐振器堆叠。在实施例中，例如，图3的谐振器堆叠可以替代图2的横截面图中的谐振器20-22。

图3的谐振器堆叠包括由第一压电材料31形成的第一谐振器，该第一压电材料31夹设在第一顶电极30与第一底电极32之间。此外，谐振器堆叠3包括由第二压电材料35形成的第二谐振器，该第二压电材料35夹设在第二顶电极34与第二底电极36之间。第一和第二谐振器由提供声学耦合(在某些实施例中也可以提供电隔离)的一个或多个层33分开。层33可以由一个或多个介电层形成。层33还可以包括介电层和导电层(例如，金属层)的组合。在底电极32与顶电极34之间需要电隔离的实施例中(如在串联谐振器元件的情况下)，一个或多个层33包括至少一个介电(非导电)层。无论是否电隔离，一个或多个层(例如，层堆叠)33一直在第一与第二谐振器之间提供声学耦合。

例如，电极30、32、34和36可以各自包括一个或多个金属层，如铝层、铜层或钨层，但并不限于此。在某些实施例中，第一压电材料31和第二压电材料35可以是相同的材料。然而，在其它实施例中，可以使用不同的材料。例如，如已经参照图1所述的，第一压电块料31可以是具有较低压电耦合的材料，例如氮化铝，并且第一谐振器可以用作如上所述的滤波器谐振器，以构建具有较窄带宽的滤波器。例如，氮化铝压电层(如层31)可以通过反应溅射法由al靶材产生。第二压电材料35可以包括具有较高压电耦合的材料，例如，铌酸锂、铌酸钾或掺sc氮化铝，以提供大的调谐范围。应当注意，掺sc的aln层也可以形成为可以包含大量sc的所谓alscn层。在其它实施例中，压电层31、35都可以是基于氮化铝的，但是它们具有不同的掺杂剂和/或掺杂浓度，例如，不同的钪(sc)浓度。

应当注意，为了适当耦合第一谐振器和第二谐振器，在实施例中，使两个谐振器的压电材料压电耦合相同类型(偏振)的声波。压电耦合一般取决于材料，但是也取决于所使用的晶体取向。在实施例中，如果两个压电层耦合相同的声波类型/偏振，那么第二谐振器的调谐电路可以仅影响第一谐振器的频率行为。例如，当使用溅射的氮化铝压电材料时，在切口(晶体取向)中使用压电层35以提供与压电层31相同偏振的强压电耦合。

例如，在氮化铝用于第一压电层31或第二压电层35的实施例中，氮化铝可以以c轴取向沉积在衬底材料上。作为衬底材料(例如，图2的衬底25)，可以使用硅晶片或者铌酸锂(linbo3)或钽酸锂(litao3)晶体。

图4图示了图3的层堆叠的等效电路。附图标记40表示由图3中的层30、31和32形成的第一谐振器，并且附图标记41表示由图3中的层34、35和36形成的第二谐振器。端子43接触第一顶电极(图3中的30，在图40中也标记为t1)，端子44电接触第一底电极(图3中的32，也标记为b1)，端子45接触第二顶电极(图3中的34，也标记为t2)，并且端子46点接触第二底电极(图3中的36，也标记为b2)。

具有电容c12的寄生电容器42与第一谐振器的底电极与第二谐振器的顶电极之间的介电层(堆叠)33相关联。

应当注意，虽然在图3和图4的实施例中第一底电极32与第二顶电极34电性分开，但是在其它实施中，当不需要单独的端子时，也可以提供单个电极以作为第二顶电极和第一底电极，并且然后经由该公共电极实现谐振器的声学耦合。在这种情况下，不需要用于电性分开的介电层。

在实施例中，端子43和44用于将图4的谐振器元件并入滤波器结构中。为了提供频率调谐，可以将调谐电路耦合至端子45和46。下面将参照图5至图7对示例进行论述。

图5图示了梯型滤波器的示例性拓扑，在这种情况下，该梯型滤波器是3¹/2级梯型滤波器。附图标记50表示信号输入，附图标记51表示信号输出，并且附图标记52表示地线。图5的梯型滤波器包括四个串联谐振器53a至53d和三个并联谐振器54a至54c。通常，所有串联谐振器53a至53d具有相同的谐振频率，并且所有并联谐振器54a至54c具有相同的谐振频率；但是，串联谐振器和并联谐振器的谐振频率相对于彼此失谐。失谐量大致对应于所得滤波器的带宽。在通常情况下，并联谐振器54a至54c的谐振频率低于串联谐振器53a至53d的谐振频率。

谐振器53a至53d、54a至54c中的每个谐振器都可以是谐振器元件的第一谐振器，如先前相对于图1、图3和图4所描述的。经由被耦合至谐振器元件的相应第二谐振器的调谐电路，可以执行滤波器的频率调谐。图5的梯型滤波器结构仅用作示例，并且可以通过用参照图1、图3和图4所述的包括第一谐振器和第二谐振器的谐振器元件替换常规使用的谐振器，来使用并修改本领域中与baw谐振器一起使用的任何常规的梯型或格型滤波器结构。可以将多个这样的滤波器进行组合以形成n端口滤波器结构，例如，以对通信应用中使用的多个频带进行滤波。

图6图示了根据一个实施例的谐振器元件，该谐振器元件包括调谐电路并且可用作并联谐振器元件，例如，以实现图5的梯型滤波器的并联滤波器54a至54c。

图6的谐振器元件包括具有第一顶电极t1和第一底电极b1的第一谐振器62、以及具有第二顶电极t2和第二底电极b2的第二谐振器65。例如，通过由寄生电容64表示的介电材料，使第一谐振器62与第二谐振器65电性隔离(而非声学去耦)。该介电材料在谐振器62、65之间提供声学耦合，如箭头63所指示的。第一谐振器62和第二谐振器65的实现可以如先前相对于图1、图3和图4所描述的。

第一谐振器62的第一顶电极t1被耦合至第一端子60(也标记为“3”)和第二端子61(也标记为“4”)。端子60、61用于与其它谐振器或者信号输入/输出端子连接以构建滤波器结构。例如，当图6的并联谐振器元件用于实现图5的并联谐振器54a时，第一端子60与串联谐振器53a耦合，并且第二端子61与串联谐振器53b耦合。

第一谐振器62的第一底电极b1经由端子68(也标记为“0”)被耦合至地。在图5的示例性滤波器结构中，这对应于并联谐振器54a至54c中任何一个并联谐振器与地线52的耦合。

第二谐振器65的第二顶电极t2经由端子69(也标记为“0”)被耦合至地。

此外，调谐电路被耦合在第二谐振器65的第二顶电极t2与第二底电极b2之间。在图6的示例中，调谐电路包括并联耦合至电感66的可变电容器67。在某些实施例中，电感66可以实现为高q(品质因数)电感器或者例如具有高于10、高于50或高于100的q因数的其它电抗。电感器的感应率l1可以例如在0.5到200nh之间，例如低于50nh，例如在1到10nh之间。可变电容器67可以以任何常规方式来实现，例如，使用变抗器或者开关电容器。通过改变可变电容器67的电容，可以对图6的谐振器元件的谐振(串联谐振和并联谐振)进行调谐。图6的调谐电路仅仅是示例，并且可以使用电容、电感器和/或电阻器的各种组合，这些电容、电感器和/或电阻器中的一个或多个是可变的以提供调谐。在某些实施例中，调谐电路还可以包括如射频(rf)开关之类的开关，这些开关可以被选择性地打开和关闭以对谐振器元件进行调谐。在这种调谐电路中，电容或电感可以串联或并联耦合至一个或多个开关(例如，一个或多个rf开关)。

如稍后将使用模拟结果更详细地描述的，与仅使用了可变电容器的情况相比，电感66(例如，电感器)可以增大调谐范围。

图7是一种谐振器元件的电路图，该谐振器元件适合用作如图5的滤波器结构之类的滤波器结构中的串联谐振器，例如，以用于实现串联谐振器53a至53d。图7的谐振器元件包括第一谐振器72和第二谐振器75，该第一谐振器72和第二谐振器75通过如图所示的具有电容值c12的(寄生)电容73电性分开。电容73与声学耦合第一谐振器72和第二谐振器75的(一个或多个)介电层相关联，如箭头74所指示的。第一谐振器72具有第一顶电极t1和第一底电极b1，并且第二谐振器75具有第二顶电极t2和第二底电极b2。第一和第二谐振器72、75可以如上面参照图1、图3和图4所描述的那样来实现。

第一顶电极t1与第一端子70(也标记为“5”)耦合，并且第一底电极b1与第二端子71(也标记为“6”)耦合。经由第一和第二端子70、71，可以将图7的谐振器元件并入滤波器结构中。例如，为了实现图5的串联谐振器53a，第一端子70将被耦合至信号输入50，并且第二端子71将被耦合至谐振器54a和53b。在如图6那样实现谐振器54a时，例如，图7的第二端子71将与图6的第一端子60耦合，并且图6的第二端子61将与谐振器53b的对应端子耦合。

第二顶电极t2经由端子78(也标记为“0”)被耦合至地。图6和图7的端子60、61、70、71的标号3、4、5和6将在下面参照图8至图12的模拟论述中使用，而耦合至地的端子在图6和图7中也可以标记为“0”。

此外，调谐电路被耦合至第二顶电极t2和第二底电极b2，其包括例如电感76和可变电容器77。电感76和可变电容器77可以分别以针对图6的电感66和可变电容67所描述的相似的方式来实现。此外，电感76和电容77只是针对耦合至第二谐振器75的调谐电路的一个示例；并且也如图6所描述的，也可以有其它调谐电路配置。

利用图6的并联谐振器元件和图7的串联谐振器元件，可以构建各种各样的滤波器结构，如格型滤波器和梯型滤波器，例如，图5的梯形滤波器结构。

为了进一步说明上述谐振器元件的功能，将参照图8至图12对模拟结果或各种配置进行论述。

对于图8至图12中的模拟，假设第一谐振器(滤波器谐振器)由压电耦合常数kt²为7.1％的掺杂氮化铝(例如，掺杂有钪或者另一种材料)构成，并且假设第二谐振器(频率调谐谐振器)是压电耦合常数kt²＝25％的基于linbo3晶体的谐振器。

图8(a)至图8(d)示出了针对各种配置的随频率变化的s参数(散射参数，表示插入损耗)。在图8(a)和图8(b)中，示出了其中的第一谐振器以并联配置耦合的谐振器元件的s参数，例如，如图6所示。图8(c)和图8(d)图示了第一谐振器的串联耦合的曲线，例如，如图7所示。图8(a)和图8(b)图示了相同的曲线，其中y轴在图8(b)中与图8(a)相比被放大了，并且同样y轴在图8(d)中与图8(c)相比也被放大了。在图8(a)和图8(b)中，曲线80示出了包括阻抗(如图6的阻抗66)的调谐电路的s参数。模拟中的阻抗是1nh的感应率，具有非常高的品质因数。此外，假设1pf的小电容67。曲线81图示了与曲线80的阻抗并联的另一电容的s参数。观察到所示的300mhz量级的谐振具有较大移位。

图8(c)和图8(d)中的曲线82图示了用于包括阻抗的调谐电路的串联谐振器情况的s参数，该阻抗由具有非常高品质因数的1nh感应率与作为电容的1pf小电容相加形成，与图8(a)和图8(b)中的曲线80类似，并且曲线83图示了具有与阻抗并联耦合的10pf附加电容的行为。在这里也观察到300mhz量级的谐振的频率移位。

接下来，将参照图9至图12对图6和图7的阻抗66或76的感应率的影响进行说明。与图8类似，在图9至图12中，曲线图(a)和(b)图示了如图6所示的并联谐振器布置的曲线，并且曲线图(c)和(d)示出了如图7所示的串联谐振器配置的s参数。同样，与图8类似，y轴在图9的曲线图(b)中与曲线图(a)相比被放大了，并且y轴在曲线图(d)中与曲线图(c)相比也被放大了。在图9至图12的每个曲线图中，示出了1pf的电容的曲线(或曲线组)以及10pf的电容的曲线或曲线组，与图8中描述的类似。

在图9中，调谐电路的阻抗66和76分别具有100nh的值。曲线90和92示出了1pf电容的s参数，并且曲线91和93示出了10pf电容的s参数。针对并联谐振器情况和串联谐振器情况，所示的谐振均移位了少于100mhz。

图10示出了感应率为3nh的情况。曲线100和102图示了1pf电容的s参数，并且曲线101和103图示了10pf电容的s参数。曲线100至103中的每个曲线包括多个曲线，分别在曲线91和93的曲线图(b)和(d)的放大版本中可以看到。这些曲线表示感应率的不同q因数(品质因数)的行为，q因数范围为42到100。通常，q因数越高，导致谐振更明显，并且插入损耗更少。在这种情况下，谐振移位了大约150mhz。

图11图示了1.7nh的感应率值的曲线。曲线110和112图示了1pf电容的s参数，并且曲线111和113图示了10pf电容的s参数。曲线1110至113中的每个曲线(在图11(b)和图11(d)的放大图中可以看到)图示了感应率再次在在42到200范围内的不同q因数。通过改变电容，谐振移位略小于300mhz。

最后，图12图示了具有1.3nh的感应率的情况。曲线120和122图示了1pf电容的s参数，并且曲线121、123图示了10pf电容的s参数。曲线120至123中的单独曲线图示了不同q因数的行为。这里，谐振移位了近400mhz。因此，可以看出，通过降低感应率可以利用相同的电容变体获得更大的频率调谐范围。然而，不同q因数之间的差值随着感应率的降低而变得更明显，从而，在使用低于5nh的小感应率的实施例中，可以选择高于100(例如，高于150)的高q因数来实现感应率。

图13图示了如图6(并联谐振器配置)所示配置的谐振器堆叠的声学相位，其具有用于如箭头63所示的声学路径的匹配固有声学端口终端。曲线130示出了具有调谐电感66的相位，而曲线131示出了当电容67被附加地引入时的相位。因此，通过改变电容，例如，使点132移位到点133，从而产生如箭头134所指示的调谐范围。

图14图示了根据一个实施例的方法。虽然图14的方法描述为一系列动作或事件，但是这些动作或时间被描述和示出的顺序并不解释为限制性的。图14的方法可以使用上述的谐振器元件来实施，并且关于这些谐振器元件描述的特征、元件、变化和修改同样适用于该方法。为了便于参考，将参照先前对谐振器元件的描述来对图14的方法进行说明。但是，图14的方法也可以独立于先前描述的谐振器元件来实施。

在图14的140处，提供谐振器堆叠。例如，提供谐振器堆叠可以包括在衬底上形成两个堆叠的谐振器，例如，相对于图3论述和说明的堆叠的谐振器。提供谐振器堆叠还可以包括在谐振器下方提供声学镜或腔室，如参照图2所述的。

在141处，该方法包括将谐振器堆叠的第一谐振器(例如，上述实施例的第一谐振器(滤波器谐振器))并入滤波器结构中。例如，第一谐振器可以作为并联谐振器或串联谐振器包括在滤波器结构中。

在142处，将调谐电路提供至谐振器堆叠的第二谐振器，例如，包括电感器和可变电容器的调谐电路，如图6和图7所示。然后，通过调谐电路，可以将谐振器堆叠调谐至期望频率以用于滤波器结构。例如，经由调谐电路可以使滤波器结构适应通信设备中使用的不同频带。

本文已经描述了使用具有频率可调谐体声波(baw)谐振器的电路拓扑的频率可调谐rf滤波器。例如，可能的滤波器电路拓扑是梯型滤波器或格型滤波器。任何滤波器拓扑的单独谐振器在其各自的阻抗水平或者等效的谐振器面积上是不同的。为了从可调谐谐振器构建可调谐滤波器，所有谐振器理想上都以相似的方式可调谐(或可编程)，以便使能例如图8(a)至图13中所示的滤波器曲线的一致调谐/移位。在理想情况下，每个可调谐baw谐振器具有对应的单独调谐网络，该调谐网络包括可调谐或可编程电容器和/或电感器。这种无源构件理想上提供高品质因数，以便最小化损耗并最大化所产生的(带通)滤波器性能。通过根据相关联的谐振器阻抗缩放的相应调谐网络来实现滤波器配置中的单独谐振器的一致频率调谐/移位。调谐网络中的电容器与相应谐振器的静态电容成比例地缩放，而调谐网络中的电感器与相应谐振器的静态电容成反比地缩放。

虽然具有基于固定频率(baw)谐振器的拓扑的任何常规rf滤波器都可以转换成具有相同拓扑的可调谐滤波器，但是得使用可调谐/可编程(baw)谐振器代替常规rf滤波器的固定频率(baw)谐振器。每个可调谐/可编程baw谐振器由单独调谐网络控制。每个调谐网络的阻抗与调谐谐振器的阻抗成比例缩放(根据制造公差和寄生效应在限制范围内)。可以与串联谐振器不同地对并联谐振器进行调谐，以便允许频移滤波器曲线的带宽的调节。

一般而言，可调谐rf梯型滤波器具有n个半级，其中，n≥2通常在4(例如，2级)与7(例如，3¹/2级)或8(例如，4级)之间。单个梯型滤波器级包括串联谐振器和并联谐振器。半级可以是串联谐振器或者并联谐振器。3¹/2级梯型滤波器可以用4个并联谐振器和3个串联谐振器、或者3个并联谐振器和4个串联谐振器来实现。下面将进一步描述的图16示出了2¹/2级梯型滤波器的示例。应当注意，串联或并联谐振器(半级)可以包括多于一个谐振器，例如，以提高功率处理能力。通常，所有的串联谐振器提供相同的(串联)层堆叠，并且所有的并联谐振器提供相同的(并联)层堆叠。因此，所有的串联谐振器提供相似的谐振和反谐振频率。这也同样适用于所有的并联谐振器。对于带通滤波器，并联谐振器的谐振频率小于串联谐振器的相应谐振频率。(相反将产生带阻滤波器)。然而，滤波器的单独谐振器的面积是不同的。谐振器的静态电容与其面积成正比，而谐振器的阻抗功能与其面积成反比。对于给定层堆叠，如本文所述，当相应的调谐网络的阻抗与调谐谐振器的阻抗成比例时，不同面积的可调谐/可编程baw谐振器提供相同的频率移位。调谐网络的阻抗随着相应调谐谐振器的静态电容(或面积)的这种缩放是针对由单独的频率可调谐(可编程)谐振器实现频率可调谐(可编程)滤波器的一个要素。

图15图示了一种可调谐baw谐振器1500的示例，该可调谐baw谐振器1500具有滤波器谐振器1502、调谐谐振器1506以及位于滤波器谐振器1502与调谐谐振器1506之间的(一个或多个)声学耦合层1504。将可变调谐电路1508耦合至图15的示例性可调谐baw谐振器的调谐谐振器1506。滤波器谐振器1502包括压电层piezo1，并且调谐谐振器1506包括压电层piezo2.在图15中还描绘了衬底层1512、以及用于使可调谐baw谐振器1500从衬底1512声学去耦的声学去耦层1510。

图16示出了一种2¹/2级梯型滤波器1600的示例，该2¹/2级梯型滤波器1600具有三个串联谐振器1602、1606和1610以及两个并联谐振器1604和1608。每个谐振器包括三个元件：滤波器谐振器、被声学耦合至滤波器谐振器的调谐谐振器、以及被电性耦合至调谐谐振器的下文中将进一步描述的调谐电路。因此，滤波器1600包括三个串联滤波器谐振器1602、1606a、1610a、两个并联滤波器谐振器1604、1608a、rf输入1612以及rf输出1614。每个滤波器谐振器被耦合至它自己的调谐网络。串联滤波器谐振器1602a具有包括被耦合至调谐电路1602c的调谐谐振器1602b的对应调谐网络。并联滤波器谐振器1604a具有包括被耦合至调谐电路1604c的调谐谐振器1604b的对应调谐网络。串联滤波器谐振器1606a具有包括被耦合至调谐电路1606c的调谐谐振器1606b的对应调谐网络。并联滤波器谐振器1608a具有包括被耦合至调谐电路1608c的调谐谐振器1608b的对应调谐网络。串联滤波器谐振器1610a具有包括被耦合至调谐电路1610c的调谐谐振器1610b的对应调谐网络。每个调谐网络的阻抗随着相应谐振器的阻抗(或面积)进行缩放，以便保证所有单独谐振器表现出相同的(或类似的)频率调谐行为。阻抗缩放保证了，例如，如图8(a)至图13所示的产生的带通滤波器的一致频率移位。

值得注意的是，对用于可调谐谐振器的符号进行选择以简化图16的滤波器电路。“并排”(“side-by-side”)可调谐谐振器符号用于表示滤波器谐振器与调谐谐振器之间的声学耦合。对于可调谐baw谐振器，诸如可调谐谐振器1602，例如，在图15所示的实施例中，滤波器谐振器和调谐谐振器在彼此的顶部处组合并声学耦合成一个层堆叠。

根据实施例，使用具有最小寄生效应的频率可调谐体声波(baw)谐振器的电路拓扑来实现频率可调谐rf滤波器。为了实现最佳谐振器性能，即针对可调谐谐振的最高品质因数，使调谐网络的寄生效应以及调谐网络与调谐谐振器(电极)之间的互连线最小化是很重要的。虽然可以利用其电极的金属化层使单独滤波器谐振器互相连接，但是所有调谐谐振器都需要它们各自的调谐网络。例如，调谐网络可以在cmos技术中实现为可编程ic。理想地，应当以最小的寄生效应(即最小电阻损耗内)实现调谐网络的对应端口(端子)与调谐谐振器的对应端口(电极)的互连。因此，调谐谐振器的端口(电极)应当靠近baw芯片的表面。因此，滤波器谐振器应当靠近衬底(利用针对声学去耦的声学镜或膜/腔室)定位(制作)并且直接连接它们的(隐埋)电极金属化层。然后，将调谐谐振器定位(制作)在衬底表面处/附近的相应滤波器谐振器的顶部上。因此，调谐谐振器和它们的调谐网络之间的互连线是尽可能短且低欧姆的，因为在其相应调谐谐振器的顶部具有滤波器谐振器的可调谐baw谐振器的情况下不需要深通孔。下面将要论述的实施例特别适合于每个baw谐振器需要其自己的调谐网络的滤波器实现。因此，例如，具有n个谐振器的梯型滤波器需要至调谐电路的2*n根互连线，但是只有一根互连线(通孔)用于滤波器输入和一个互连线(通孔)用于滤波器输出(加上接地连接)。

下面将进一步详细论述的实施例使用以下构造方面中的至少一些构造方面来实现基于可调谐(或可编程)baw(体声波)谐振器的可调谐(或可编程)rf滤波器：每个可调谐baw谐振器的特征在于层堆叠，其中，调谐谐振器定位在滤波器谐振器的顶部；单独的可调谐baw滤波器谐振器在其各自的电极层内彼此耦合(在两个电极层之间可能需要一些通孔以实现特定滤波器拓扑，但是这些通孔的长度由滤波器谐振器的压电层厚度决定，因此这些通孔非常短/浅，通常约1μm)；只有滤波器输入端和滤波器输出端通过深通孔耦合至baw滤波器芯片的表面，这最小化了将滤波器谐振器组合到滤波器电路所需的深通孔的数目；并且，单独的可调谐baw谐振器的调谐谐振器全都实现在其各自的滤波器谐振器的顶部上。因此，调谐谐振器至其各自的调谐网络的互连线是尽可能短的(在芯片表面处或附近)，仅具有用于接触调谐谐振器底电极的浅通孔。这种配置非常有助于可调谐谐振器性能和因此整体滤波器性能。

图17示出了根据一个实施例的可调谐baw谐振器1700的示例，该可调谐baw谐振器1700具有位于滤波调谐器1706顶部上的调谐谐振器1702。在图17中还示出了声学耦合层1704和调谐电路1708。

图17所示的堆叠层构造在某些方面上优于图15的标准堆叠层构造1500，如更容易实现调谐网络与调谐谐振器之间的互连，并且提供较小寄生效应(特别是欧姆损耗)的附加优势。根据将要实现的滤波器拓扑，通过利用其电极金属化层(可选地，在某些实施例中组合这些电极层之间的一些浅通孔)可以使滤波器谐振器容易彼此耦合，从而最小化通孔的总数，如下面将相对于图18a进一步详细描述的。在图18a的实施例中，每个调谐谐振器耦合至其自己的调谐网络。

图18a图示了具有可调谐谐振器1812、1814和1816的集成电路滤波器1800的横截面示意图。如上所述，每个可调谐谐振器包括滤波器谐振器、调谐谐振器、以及以上述方式耦合的调谐电路。因此，可调谐谐振器1812包括滤波器谐振器1812a、调谐谐振器1812b和调谐电路1812c。可调谐谐振器1814包括滤波器谐振器1814a、调谐谐振器1814b和调谐电路1814c。可调谐谐振器1816包括滤波器谐振器1816a、调谐谐振器1816b和调谐电路1816c。

图18所示的特定滤波器配置是1¹/2级梯型滤波器。滤波器谐振器1812a是被耦合在地(通过底电极1832和深通孔1828a)与rfin(通过顶电极1834和浅通孔1824)之间的并联谐振器。滤波器谐振器1812a的顶电极1834被耦合至滤波器谐振器1814a的顶电极1834，如图所示。滤波器谐振器1814a是被耦合在(具有被耦合至rfin端口1808的顶电极1834的并联配置中的)滤波器谐振器1812a与(具有通过深通孔1828b被耦合至地的底电极1824和通过浅通孔1826被耦合至rfout端口1810的顶电极1822的并联配置中的)滤波器谐振器1816a之间的串联谐振器。并联滤波器谐振器1816a的顶电极1822被耦合至串联谐振器1814a的底电极1820。该连接使用在相应电极接头1820与1822之间的通孔1830。需要注意的是，除了通孔1830之外，单独滤波器谐振器的电极之间的电耦合还可以通过适当地构造用于这些电极的相应金属化层来实现。因此，通过使用若干浅通孔和仅图示的两个深通孔，可以实现串联滤波器谐振器和并联滤波器谐振器的耦合，以实现滤波器电路。

在图18a中还示出了声学去耦层1836a、1836b和1836c。去耦层1836a用于使谐振器1812从衬底1802去耦。去耦层1836b用于使谐振器1814从衬底1802去耦。去耦层1836c用于使谐振器1816从衬底1802去耦。

调谐谐振器1812b、1814b和1816b放置在对应谐振器堆叠1812a、1814a和1816a的顶部上，这导致了至调谐网络1812c、1814c和1816c的短且低欧姆的互连。滤波器谐振器1812a、1814a、1816位于谐振器的层堆叠的较深区域中，更靠近衬底1802和由腔室或声学镜提供的声学去耦(在一个实施例中，在图18a中示为上述的声学去耦层1836a、1836b和1836c)。滤波器谐振器根据滤波器电路拓扑彼此互连。滤波器谐振器1812a和1814a通过互连线1834耦合在一起，并且滤波器谐振器1814a和1816a通过互连线1820、1822和浅通孔1830耦合在一起。这些互连线可以在滤波器谐振器的电极金属化层内实现，而在两个电极金属化层之间不需要任何通孔或者只需要少量(浅)通孔(取决于滤波器拓扑)。在某些实施例中，只需要用于接触rfin和rfout的较深通孔1828a和1828b；并且对于图18a所示的实施例，只需要用于接地连接的较深通孔。

在图18a中，滤波器谐振器1812a、1814a、1816a图示为形成(或嵌入)在绝缘层1804中。例如，该绝缘层可以包括二氧化硅或者其它公知绝缘材料。声学耦合层图示为用于使滤波器谐振器和调谐谐振器声学耦合的公共声学耦合层1806。还可以有多于一层和多于一种材料以用于声学去耦。调谐电路1812c、1814c和1816c可以至少部分地使用与集成电路滤波器1800相同的制作工艺来实现。备选地，可以使用不同制作工艺来实现调谐电路，如下面将进一步详细描述的。

图18b再现了图18a的滤波器电路，其中滤波器谐振器1812a、1814a和1816a用对应的圆形符号(1)、(2)和(3)突出显示。还示出了对应的电气原理图，其中左侧原理图保留了滤波器谐振器1812a、1814a和1816a的物理取向，而右侧原理图以更常规的方法示出。并联谐振器1812a和1816a以及串联谐振器1814a清楚地示为被耦合在梯型滤波器配置中的rfin端口1808与rfout端口1810之间。

具有增强调谐范围的频率可调谐体声波(baw)谐振器的示例如

图19所示并且将下文中进行说明。如前面所述，可调谐baw谐振器可以实现为一对耦合的baw谐振器。其中一个谐振器是滤波器谐振器，即用于内置于滤波器电路拓扑中的谐振器。另一个声学耦合的baw谐振器是调谐谐振器。调谐谐振器被耦合至调谐网络。与调谐网络组合的调谐谐振器在滤波器谐振器层堆叠中实际上充当调谐层。该调谐层提供可调谐机械刚度。该可调谐机械刚度取决于调谐网络设置，并且影响声速和调谐层的声学阻抗。

再次参照图19，复合baw谐振器1900包括在可调谐谐振器1900的层堆叠内部的两个(而非只有一个，例如，见图15和图17)调谐谐振器1902和1912。这两个调谐谐振器1902和1912放置在滤波器谐振器的两侧上，即一个调谐谐振器(顶部调谐谐振器1902)在滤波器谐振器1908上方而第二调谐谐振器(底部调谐谐振器1912)在滤波器谐振器下方。因此，实际上，具有可调谐机械刚度的调谐层放置在滤波器谐振器的两侧(顶部和底部)上。

在图19中还示出，顶部调谐谐振器包括压电层piezo1并且被耦合至调谐电路1904。滤波器谐振器1908包括压电层piezo2。底部调谐谐振器包括压电层piezo3并且被耦合至调谐电路1914。声学耦合层1906将顶部调谐谐振器1902和滤波器谐振器1908声学耦合。声学耦合层1910将底部调谐谐振器1912声学耦合至滤波器谐振器1908。具体地，声学耦合层1906被耦合在顶部调谐谐振器1902的底电极与滤波器谐振器1908的顶电极之间。类似地，声学耦合层1910被耦合在滤波器谐振器1908的底电极与底部调谐谐振器1912的顶电极之间。谐振器1902、1908和1912的面积相匹配。滤波器谐振器1908和两个调谐谐振器1902和1912的静态电容不仅取决于面积，而且还取决于独立压电层的对应材料的厚度和介电常数，并且通常各不相同。如在前述实施例中，滤波信号端子与滤波器谐振器的顶电极和底电极相关联。谐振器1900可以根据需要使用于如上所述的梯型滤波器中。

在图19中还示出了衬底层1918、以及用于使谐振器1900从衬底1918声学去耦的声学去耦层1916。

在与图15和图17所示的单个调谐谐振器实施例相比，提供了增强调谐范围的实施例中的图19的复合谐振器1900为层堆叠。

现在参照图20至图26，描述了包括电感器的具有增强调谐范围的调谐电路的实施例。将电感器添加到调谐电路中提供了对只包括可变电容器的调谐电路的调谐范围改进。根据为电感器提供最佳金属层的任何可用的制造工艺，可以将具有高q(品质因数)的电感器与对应谐振器、内插器材料、rf滤波器控制芯片或者ipd(集成无源器件)一起集成在压电管芯上。可以使用具有低电阻率的金属层以便设计高q电感器。例如，可以将厚或铝金属层图案化成适用于调谐电路的高q电感器。

所使用的电感器的q值越高，谐振器可以在其调谐范围上扩展到更高频率，而不会有明显损耗。例如，30到50的电感器q值可以使总调谐范围增加1.5的因数。

调谐网络配备有集成在压电管芯(图23)或内插器材料(图24)或rf滤波器控制芯片(图25或图26)或ipd(图25或图26)上的高q电感器，如下面将进一步详细描述的。

图20a图示了具有滤波器谐振器2002、调谐谐振器2004和位于滤波器谐振器与调谐谐振器之间的声学耦合层2006的可调谐baw谐振器2000a。滤波器谐振器2002包括顶电极t1、压电层piezo1和底电极b1，并且在层堆叠中位于声学耦合层2006的上方。调谐谐振器2004包括顶电极t2、压电层piezo2和底电极b2，并且在层堆叠中位于声学耦合层2006的下方。将调谐网络(具有可调谐/可编程阻抗)zt耦合至调谐谐振器2004。在一个实施例中，调谐网络zt包括电感器和可变电容器。

图20b图示了具有滤波器谐振器2002、调谐谐振器2004和位于滤波器谐振器与调谐谐振器之间的声学耦合层2006的可调谐baw谐振器2000b。滤波器谐振器2002包括顶电极t2、压电层piezo2和底电极b2，并且在层堆叠中位于声学耦合层2006的下方。调谐谐振器2004包括顶电极t1、压电层piezo1和底电极b1，并且在层堆叠中位于声学耦合层2006的上方。将调谐网络zt耦合至调谐谐振器2004。在一个实施例中，调谐网络zt包括电感器和可变电容器。

图21a至图21d示出了声学耦合的谐振器设备可以是并联或串联配置。图21a和图21b示出了并联配置(滤波器谐振器的一个电极是接地的)，而图21c和图21d示出了串联配置。电端口用附图标记1和2表示。zt是被并联耦合至调谐谐振器的两个电极的阻抗。实际上，zt可能包括高q电感器lt，并且可变电容器ct可以由可编程电容器实现，例如，可从infineontechnologies获得的c调谐器。在图21a至图21d中，声学耦合层图示为具有静态电容c12和声学耦合部件ka12。每个调谐谐振器图示为被耦合至对应调谐电路zt。

图21a示出了具有在层堆叠中顶部定位的滤波器谐振器2002和在底部定位的调谐谐振器2004的并联谐振器2100a。图21b示出了具有在层堆叠中顶部定位的滤波器谐振器2002和底部定位的调谐谐振器2004的串联谐振器2100b。图21c示出了具有在层堆叠中底部定位的滤波器谐振器2002和顶部定位的调谐谐振器2004的并联谐振器2100c。图21d示出了具有在层堆叠中底部定位的滤波器谐振器2002和顶部定位的调谐谐振器2004的串联谐振器2100d。

图22图示了1¹/2级梯型滤波器2200的示例，该1¹/2级梯型滤波器2200具有一个串联可调谐谐振器2208(滤波器谐振器2208a、调谐谐振器2208b、可变电容器2208c和电感器2208d)和两个并联可调谐谐振器2206(滤波器谐振器2206a、调谐谐振器2206b、可变电容器2206c和电感器2206d)和2210(滤波器谐振器2210a、调谐谐振器2210b、可变电容器2210c和电感器2210d)。每个可调谐谐振器包括滤波器谐振器和被耦合至调谐电路的调谐谐振器，该调谐电路包括可变电容器和电感器。在图22中还示出了rfin端口2202和rfout端口2204。

每个调谐网络的阻抗随着相应调谐谐振器的静态电容(或面积)进行反向缩放，以保证所有单独谐振器表现出相同的(或类似的)频率调谐行为。匹配的调谐频率保证了所得的带通滤波器曲线的一致频率移位。通过将高q电感器并联耦合至调谐电容器，可以显著增大等效滤波器的调谐范围。值得注意的是，对用于可调谐谐振器的符号进行选择以简化滤波器电路图。对于可调谐baw谐振器，滤波器谐振器和调谐谐振器在彼此的顶部处组合并声学耦合在层堆叠中，如本文中已经描述的。

图23图示了1¹/2级梯型滤波器2300的示例，该1¹/2级梯型滤波器2300具有一个串联可调谐谐振器2312(滤波器谐振器2312a、调谐谐振器2312b、可变电容器2312c和电感器2312d)和两个并联可调谐谐振器2310(滤波器谐振器2310a、调谐谐振器2310b、可变电容器2310c和电感器2310d)和2314(滤波器谐振器2314a、调谐谐振器2314b、可变电容器2314c和电感器2314d)。优选地利用具有非常低电阻的厚金属层，将调谐电感zt、lt的电感部分集成在压电声学管芯上，以实现非常高q的电感器(ql>15，其中，ql是有载品质因数)。调谐电感zt、ct的电容部分在图23中图示为变抗器。

图23的上面部分图示了包括衬底2302的压电声学管芯、包括滤波器谐振器2310a、2312a、2314a的绝缘层2304、声学耦合层2306、以及包括调谐谐振器2310b、2312b、2314b的绝缘层的横截面图。金属化通孔2316被配置为用于提供rf输入，并且使滤波电极2310a和2312a的上电极接触。金属化通孔2318配置为用于提供rf输出，并且使滤波电极2312a和2314a的底电极接触。金属化通孔2310e和2310f配置为使调谐谐振器2310b与可变电容器2310c和电感器2310d电接触。金属化通孔2312e和2312f配置为使调谐谐振器2312b与可变电容器2312c和电感器2312d电接触。金属化通孔2314e和2314f配置为使调谐谐振器2314b与可变电容器2314c和电感器2314d电接触。

图23的底部部分示出了可变电容器2310c、2312c、2314c和电感器2310d、2312d、2314d在集成电路滤波器2300的上表面2320上的实现。在相关部分中，电感器2310d、2312d、2314d使用金属层图示为图案化金属迹线，这些图案化金属迹线在用于制作芯片的下层的压电声学集成电路工艺中可获得。电感器2310d、2312d、2314d包括对应的交叉部2310g、2312g、2314g，从而使电感器的最里面的线圈可以被电接触。通常，可变电容器2310c、2312c和2314c分别制作在不同的芯片上并且电耦合至2310e/2310f、2312e/f和2314e/f。在一个实施例中，可以使用电容器连接的晶体管将可变电容器2310c、2312c和2314c制作成变抗器。

图24图示了制作在压电声学芯片中的1¹/2级梯型滤波器2400，该压电声学芯片包括先前相对于图23所述的层2302、2304、2306和2308，但是其中，电感部分zt、lt集成在内插器金属层(例如，层压材料)2324上。在图24中，电感器金属层可能不可在压电声学芯片上获得，但是可在内插器2324上获得。对于电感器金属，优选具有非常低电阻的厚金属层以实现高q电感器(ql>15)。电容部分zt、ct在框图中仅图示为变抗器。在一个实施例中，金属化通孔2330用于提供rfin端口。在一个实施例中，金属化通孔2328用于提供rfout端口。内插器2324包括用于使变抗器2310c、2312c、2314c和电感器2310d、2312d、2314d接触的多个附加金属化通孔，如下面的平面图所示。内插器2314包括用于制作电感器并连接可变电容器的顶表面2326。在图24的上面部分中还示出了用于电接触内插器2324中对应通孔的球栅阵列2322。

图24的下面部分示出了内插器2324的顶表面2326，包括安装/附接/耦合的可变电容器2310c、2312c、2314c、以及分别制作为内插器2324或2326的一部分的对应的耦合电感器2310d、2312d和2314d。电感器包括对应的交叉部2310g、2312g、2314g，交叉部的功能如上面相对于图23所述的。

图25图示了具有一个串联可调谐谐振器和两个并联可调谐谐振器的1¹/2级梯型滤波器2500的示例。通过内插器材料(例如，两层层压材料)将电感部分zt、lt集成在具有非常低电路的滤波器控制芯片或具有非常低电阻的高qipd的厚金属层上，以实现非常高q的电感器(ql>15)。电容部分zt、ct在图25中图示为变抗器。

图25的上面部分示出了根据一个实施例的梯型滤波器2500的构造的横截面图。描述了包括如上所述的互相连接的层2302、2304、2306和2308、以及球栅阵列2322的压电声学芯片。内插器2324包括用于使压电声学芯片耦合至ipd2334的多个通孔。ipd2334包括可变电容器2310c、2312c、2314c和电感器2310d、2312d、2314d、以及球栅阵列2332。根据所使用的ipd工艺，ipd2334中的电感器和可变电容器可以制作在ipd内或者ipd顶部。

图25的下面部分示出了包括可变电容器2310c、2312c和2314c以及电感器2310d、2312d和2314d的ipd2334的平面图。

图26图示了1¹/2级梯型滤波器2600的示例，基本上如相对于图25所描述的。但是，在图26中，应当注意，ipd2334直接耦合至球栅阵列2332，如图所示，并且移除了内插器2324。图26的上面部分是梯型滤波器2600的横截面图，而图26的下面部分是上述的ipd2334的平面图。

应当注意，虽然在上述实施例中调谐电路仅提供至相应谐振器元件的第二或第三谐振器，但是在谐振器元件与方法的其它实施例中，可以将另一调谐电路提供至第一谐振器元件。该另一调谐电路可以以与上面针对调谐电路描述的方式类似的方式来实现，例如，实现为阻抗网络。

虽然上述的使用谐振器元件的滤波器可以具体地用于如移动通信设备之类的通信设备中，并且使用对应滤波器结构的这些通信设备可以构成实施例，但是滤波器还可以用于要对信号(特别是ghz范围内的高频信号)进行滤波的其它设备中。

上述方法仅作为示例，并不解释成限制性的，因为除了明确图示和描述的实施方式之外还存在其它实施可能性。